[其他]超低阻電極敏感玻璃

在審

• 申請號: 101985000005990
• 申請日: 1985-08-06
• 公開（公告）號: CN1003810B
• 公開（公告）日: 1989-04-05
• 發明（設計）人: 蘇渝生
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 代理公司: 中國科學院南京專利事務所
• 代理人: 高龍鑫;謝高峰

本發明屬于玻璃電極的發明。這種電極的敏感玻璃組成分中含有氧化錫（ＳｎＯ₂）和稀土元素氧化物。例如氧化鐠（Ｐｒ₂Ｏ₃）或氧化鐿（Ｙｂ₂Ｏ₃）或氧化鉺（Ｅｒ₂Ｏ₃）。不但使敏感玻璃內載運電荷的載流子數增加，從而降低了電極的內阻，而且使敏感玻璃的化學穩定性增加。用這種敏感玻璃制成的鈉離子選擇性玻璃電極，具有極低的內阻，同時有著良好的線性、選擇性和化學穩定性。可廣泛地適用于醫學、化工、環保、農業、電力等領域以及在水介質及非水介質中鈉離子的測定和低溫條件下鋼離子的測定。

本發明是屬于電極，特別是玻璃電極的發明（G01N27/36）。

離子選擇性玻璃電極的技術關鍵是電極敏感玻璃的組成。目前世界上各種類型的鈉離子選擇性玻璃電極都具有很高的內阻。例如，室溫下，實驗室用球形電極內阻約為100兆歐;微電極（球直徑為2毫米）內阻為1200-2000兆歐;矛形電極內阻為150-200兆歐;生理醫學用微電極內阻約為2000兆歐。此外，這類電極在測試過程中，響應時間長，電感應噪聲大，并且要求測量儀器有較高的輸入阻抗與較低的輸入電流，由此相應提高了儀器的成本。另外，由于電極內阻大，也給非水介質的測定帶來了許多困難，也不適用于野外條件下的原位測定以及低溫條件下的測定。

鈉離子選擇性玻璃電極敏感玻璃的主要組成分為：氧化硅（SiO₂）、氧化鋁（Al₂O₃）和氧化鈉（Na₂O），少數為氧化硅（SiO₂）、氧化鋁（Al₂O₃）和氧化鋰（Li₂O），為了得到有著較低內阻并且同時具有良好的線性功能和化學穩定性的玻璃電極，世界各國研究人員采取了各種不同的方法，其結果都不太理想。例如：1.采用降低敏感玻璃組成分中氧化硅（SiO₂）和氧化鋁（Al₂O₃）的含量，增加氧化鈉（Na₂O）的含量來降低電極內阻，其結果是電極內阻下降幅度不大，卻使電極的線性功能范圍縮小，化學穩定性大大下降，2.敏感玻璃組成分中加入某些放射性元素氧化物，電極內阻可在小范圍內下降，但由于電極具有放射性，從而不適合于醫學上應用。3.敏感玻璃組成分中加入氧化鉭（Ta₂O₅）來降低電極內阻（美國專利Usupatent4033777），盡管電極內阻有較大程度的下降，但由于鉭離子（Td⁺⁵）有較大半徑，不能牢固地結合在敏感玻璃結構內，致使電極化學穩定下降，使用壽命縮短（一般為3個月左右）。

本發明的目的是提供一種新的鈉離子選擇性玻璃電極的敏感玻璃。它不但能夠大大降低鈉離子選擇性玻璃電極的內阻。而且使電極具有良好的線性。選擇性及較高的化學穩定性。

本發明的關鍵是在敏感玻璃組成分中加入了能夠較大幅度降低電極內阻的元素氧化物-氧化錫（SnO₂），它使敏感玻璃內載運電荷的載流子數增加，從而降低了電極的內阻，而且由于它能牢固地結合在敏感玻璃結構中，因而使電極的化學穩定性提高，在這種敏感玻璃組成分中還可加入少量稀土元素氧化物，例如氧化鐠（Pr₂O₃）或氧化鐿（Yb₂O₃）或氧化鉺（Er₂O₃）。

當在敏感玻璃組成分中加入氧化鐠（Pr₂O₃）時，其組成分配比可取表1，當加入氧化鐿（Yb₂O₃）時，其組成分配比可取表2;當加入氧化鉺（Er₂O₃）時，其組成分配比可取表3。

表1